JPH0456671B2 - - Google Patents

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JPH0456671B2
JPH0456671B2 JP24784384A JP24784384A JPH0456671B2 JP H0456671 B2 JPH0456671 B2 JP H0456671B2 JP 24784384 A JP24784384 A JP 24784384A JP 24784384 A JP24784384 A JP 24784384A JP H0456671 B2 JPH0456671 B2 JP H0456671B2
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JP
Japan
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control
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grinding
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mill
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JP24784384A
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JPS61125450A (ja
Inventor
Eiichi Konuma
Yoji Kawamura
Hiroshi Obana
Takemi Aizawa
Motomi Tamai
Tsuguya Inagaki
Minoru Tokita
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Sankyo Dengyo Corp
Original Assignee
Sankyo Dengyo Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は粉砕系の運転制御装置に係り、特に
その運転再開時の手動操作を自動化し得るように
すると共に、定値制御モードにおいて同一系統で
並列運転される複数の粉砕系の設定値を自動的に
最適化し得るように改良したものに関する。
〔発明の背景およびその問題点〕
一般に、例えばボールミル等の粉砕系の運転制
御装置は、その粉砕系に対する被粉砕物の送入量
制御としていわゆるコンスタント・フイード・ウ
エイア(以下CFWと記す)等によるCFW流量一
定制御方式で採用されていた。しかるに、この方
式では粉砕系の運転条件の変化を考慮していない
ために、必ずしも満足すべき制御結果を得ること
ができないものであつた。
このため近時、粉砕系の運転条件に従つて変化
する物理量を検出しそれが一定となるように
CFW流量を可変制御する如くしたCFW流量可変
制御方式が採用されている。
ところで、前二者の方式はいずれの場合であつ
ても、その運転再開時において運転操作者による
種々の手動的な制御操作を必要としていた。
すなわち、操作者は運転再開時に起動処理モー
ドを遂行するために、先ず順起操作をなした後、
被粉砕物の送入量設定値を徐々に上げる如くした
適当な送入量設定値に手動的に設定する操作をな
して、粉砕系に対する被粉砕物の送入を開始させ
る。次いで、それによつて粉砕系から検出される
物理量としての被制御信号の安定化を判断し、安
定したと判断した時点で通常の自動制御による定
値モードに移行せしめるための操作をなすもので
あつた。
しかしながら、このような従来の粉砕系の運転
制御装置にあつては、運転操作者によつて運転再
開時における被粉砕物の初期送入量設定値に差が
生じがちであると共に、安定化の判断時点に差が
生じがちであつて、特に後者の判断はそれが囃す
ぎるために生じる不所望なハンチング現象を避け
るためどうしても遅くなりがちであるので、往々
にして粉砕系の運転制御動作を安定化させるのに
長時間を要していた。この結果、運転再開時の電
力消費に無駄が多いと共に、得られる粉砕物製品
に品質的なむらが生じ易いという重大な問題を有
していた。
また、上記CFW流量可変制御方式は、予めミ
ルの粉砕量が最大となるときのバケツト・エレベ
ータ(BE)電流値やミル音圧値等を求め、これ
を設定値として与えることにより、ミルの運転条
件を最適条件に保持する方式である。しかし、給
鉱の性状変化、ミル内ボールの経時変化、その他
種々の外乱(第1種の外乱)により、BE電流及
び音圧の最適値がシフトすることが多く、このた
め常時ボールミルを最適条件で運転することは不
可能であつた。
そこで最近、音圧制御においては、隣接ミルの
止起動による影響を回避するための発明が提案さ
れている(特開昭57−194054号)。また、BE電流
や音圧等の設定値を可変し、最適点を自動的に探
し出す方法も提案されている(特願昭56−80508
号)。
しかしながら、この種の方法にあつては次のよ
うな問題があつた。すなわち、制御方式何如に拘
らず生じるプロセス変動(第2種の外乱)、或い
は制御方式に関係していても制御系で追随するに
要する時間より短い外乱に対しては無効であるだ
けでなく、誤つた方向に設定値を変える可能性が
あつた。
なお、前記第1種の外乱とは、給鉱量を制御す
るのに用いられる制御設定値の最適点第6図に示
す如くずらすものである。また、前記第2種の外
乱とは、第7図に示す如く制御設定値がどこに置
かれていても粉砕量を増減させるものであり、こ
の外乱は同一系統での複数のミルが並列運転され
ている場合全ミルの共通外乱としてかかるのが通
常である。
〔発明の目的〕
そこで、この発明は以上のような点に鑑みてな
されたもので、運転再開時における手動操作の自
動化を図ることにより、短時間で運転制御動作を
安定化することができるようにし得、延いては電
力消費を可及的に軽減し得ると共に、得られる粉
砕物製品の品質を可及的に向上し得るように、さ
らには同一系統の複数の粉砕系の各制御設定値を
可変して運転条件を最適化する場合に特に有害な
第2種の外乱を消去することができ、設定値の最
適点深索を正確にかつ迅速に行い得るように改良
した極めて良好な粉砕系の運転制御装置を提供す
ることを目的としている。
〔発明の概要〕
すなわち、この発明は上記目的を達成するため
に、粉砕系の運転条件によつて変化する物理量を
被制御信号として検出する検出手段と、この検出
手段からの被制御信号が一定となるように前記粉
砕系に供給すべき被粉砕物供給量を目標値に基い
て可変制御する定値制御モード用の制御信号を前
記粉砕系に送出する制御系とを具備し、同一系統
として並列的に運転される複数の粉砕系の各粉砕
量がそれぞれ最大となるようミルの各設定値を可
変制御する粉砕系の運転制御装置において、前記
制御系による前回の運転停止時における被粉砕物
供給量の平均値データおよび該平均値データに対
して所定量の割増しを与える割増しデータならび
に前記目標値に対して所定の許容幅を与える許容
幅データとが予め記憶されている記憶手段と、こ
の記憶手段から前記平均値データおよび割増しデ
ータを読み出して今回の運転開始時における前記
被粉砕物の初期送入量を設定すると共に該設定値
に基いた起動処理モード用の制御信号を前記制御
系から前記粉砕系に送出せしめる初期送入量設定
手段と、前記記憶手段から前記目標値に対する許
容幅データを読み出して前記起動処理モードにお
ける前記検出手段からの被制御信号が前記目標値
の許容幅に入つているか否かを判定する判定手段
と、この判定手段による判定結果に応じて前記起
動処理モードを継続するか前記定値制御モードに
移行するかの指令を前記制御系に与えるモード指
令手段と、前記複数の粉砕系のそれぞれの粉砕系
の各設定値を当該粉砕系の単位時間当り粉砕量
FAおよびこれに隣接する粉砕系の単位時間当り
粉砕量FBとの差(FA−FB)が最大となるよう可
変制御する制御手段とを具備したことを特徴とし
ている。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例につき
詳細に説明する。
先ず、基本例について説明すると、第1図にお
いて10は粉砕系であり、ボールミル11、バケ
ツト・エレベータ12、セパレータ13、ベル
ト・スケール14およびマイクロホンの如き音圧
検出器15a,15b等から構成されている。そ
して、前記ボールミル11から排出された被粉砕
物であるクリンカを粉砕した粉砕クリンカは、バ
ケツト・エレベータ12を介してセパレータ13
に移送される。このセパレータ12に移送された
粉砕クリンカはここで分級されることによつて、
一部がその排出口131から粉砕物製品として排
出され、残分がリターン・パス132を介して再
度ボールミル11内に投入される。
また、被粉砕物であるクリンカは、ベルト・ス
ケール14により後述する制御系としてのコント
ロール・ユニツト30から出力される制御信号に
よる指令に応じた量だけボールミル11内に投入
されるものとなつている。
なお、前記バケツト・エレベータ12には、そ
の駆動源である図示しないモータの駆動負荷(例
えばバケツト・エレベータ電流または電力等)を
検出するための検出器16が設けられている。
また、前記ボールミル11にはミル駆動負荷
(例えば電力原単位E)を検出するための検出器
17が設けられ、且つ前記リターン・パス132
には粉砕クリンカのリター量を検出するための検
出器18が設けられている。
そして、前記各検出器15a,15b,16,
17,18からの各検出出力はそれぞれコントロ
ール・ユニツト30のアナログ・デジタル・コン
バータ(以下ADCと記す)31に上記粉砕系1
0の運転条件に従つて変化する物理量を与える被
制御信号成分および粉砕系詰まり検出信号成分と
して供給されている。
一方、前記制御系としてのコントロール・ユニ
ツト30は上記ADC31の外にデジタル・イン
プツト・ユニツト(以下DIと記す)32、中央
演算処理装置(以下CPUと記す)33、リー
ド・オンリ・メモリ(以下ROMと記す)34
a、ランダム・アクセス・メモリ(以下RAMと
記す)34b、インターフエイス35およびデジ
タル・アナログ・コンバータ(以下DACと記す)
36等から構成されている。
そして、前記ADC31に入力された上記各検
出出力つまり被制御信号成分はデジタル化された
後、DI32を介してCPU33に供給される。
ここで、CPU33はROM34aに格納されて
いるプログラム内容に従つて上記入力信号として
の被制御信号成分とRAM34bに予めに登録さ
れている自動制御による定値制御モードのための
目標設定値データおよび後述する運転再開時の起
動処理モードにおいて必要となる各データとに基
いていわゆるPID演算やその他の必要な演算を行
なつていわゆるCFW流量可変制御方式によつた
前記各モード用の制御信号をインターフエイス3
5、DAC36を介してアナログ化して前記粉砕
系10におけるベルト・スケール14に供給する
如くなされている。
なお、CPU33にはDI32を介して運転スイ
ツチ37からの運転オンまたはオフ信号が供給さ
れる如くなされている。
また、RAM34bには被粉砕物送入量に関し
て、通常の自動制御による定値制御モードのため
の目標設定値データの外に、運転再開時の起動処
理モード用に必要となる前回の運転時における停
止直前の送入量の平均値データおよびこの平均値
データに一定量の割増し量R%を加えたものを運
転再開時の初期送入量設定値として設定せしめる
ために必要となるR%の割増しデータが書き込ま
れている。また、RAM34bには運転再開時に
おいて起動処理モードにおける制御動作の安定化
を判断するために得られる被制御信号が目標値の
S%以内の許容幅に入つているか否かの判断処理
をなすのに必要となるS%の許容幅データが書き
込まれている。さらに、RAM34bには運転再
開時の起動処理モードにおいて得られる被制御信
号が一定時間(T)経過しても目標値のS%以内の許
容幅に到達しない場合に強制的に起動処理モード
を停止して自動制御による定値制御モードに移行
せしめるために必要となるT時間データが書き込
まれている。
次に、基本例として以上のような構成をとる粉
砕系の運転制御装置の動作について第2図に示す
フローチヤートにより説明する。
すなわち、ステツプS1において運転スイツチ
37がオンされると、CPU33はその運転オン
信号を取り込んで、ROM34aから運転再開時
のプログラムを読み出す。そして、先ずステツプ
S2の起動処理モードが開始される。次ぎに、ス
テツプS3に進んでCPU33はRAM34bから
前回の運転停止直前時における被粉砕物送入量の
平均値データおよびこの平均値データに一定量R
%の割増し量を与えるR%割増しデータを読み出
して、今回の運転再開時における被粉砕物の初期
送入量を設定する。すると、この処理送入量設定
値データはCPU33から送出されてインターフ
エイス35およびDAC36を介してベルト・ス
ケール14に供給される。これによつて、ボール
ミル11内には被粉砕物であるクリンカが初期送
入量設定値データに対応した量だけ送り入れられ
て粉砕制御動作が開始される。
ここで、被粉砕物初期送入量設定値データを前
回の運転停止直前時における平均値のR%(例え
ば10乃至50%)増しに制定するのは、運転再開時
の立上がりを早くするためであり、延いては起動
処理モードの安定化に要する時間を短縮するため
である。この場合、実際に被粉砕物であるクリン
カを送り入れるタイミングは瞬間的であつてもよ
いが、粉砕系の保守面を考慮してある一定時間例
えば20秒間で徐々に入れるようにしてもよい。
そして、粉砕系10の運転が再開されると、各
検出器15a,15b,16,17,18から起
動処理モードにおける検出出力つまり物理量であ
る被制御信号がADC31およびDI32を介して
CPU33に供給されることになる。
次ぎに、ステツプS4に進んで、CPU33は
RAM34bから読み出されるS%の許容幅デー
タに基いて上記起動処理モード時の被制御信号が
目標値のS%以内の許容幅に入つているか否かを
判断する。このステツプS4での判断がYESで
あれば、次ぎのステツプS%に進んで起動処理モ
ードを終了せしめた後、次ぎのステツプS6に進
んで自動制御による通常の定値制御モードに移行
せしめる。この定値制御モード時においては、前
述したようにRAM34bから読み出される目標
設定値データに基いたCFW流量可変制御方式に
よつて遂行される。
しかるに、上記ステツプS4での判断がNOで
あれば、ステツプS7に進んでCPU33はRAM
34bから読み出されるT時間データに基いて起
動処理モード開始から一定時間T(例えば数分乃
至数十分)経過したか否かを判断する。
このステツプS7での判断がNOであれば上記
ステツプS4に戻つて起動処理モードを続行する
ことになるが、YESであれば上記ステツプS5
に進んで起動処理モードを強制的に終了せしめた
後、上記ステツプS6に進んで通常の自動制御に
よる定値制御モードに強制的に移行せしめる。
そして、ステツプS6での定値制御モードを所
望時間だけを遂行した後、ステツプS8で今回の
運転を停止すべく運転スイツチ37がオフされる
と、CPU33はDI32を介してその運転オフ信
号を取り込んで通常の自動制御による定値制御モ
ードを停止せしめた後、次ぎのステツプS9に進
んで今回の運転停止直前の被粉砕物送入量の平均
値データを算出してRAM34bに格納せしめ
る。これによつて、一連の運転制御動作が終了す
ることになる。
すなわち、以上のような基本例に係る粉砕系の
運転制御装置にあつては、運転再開時の起動処理
モードに必要となる被粉砕物の初期送入量設定値
および安定化判断時点を前回の運転時におけるプ
ロセス特性に応じたパラメータでもつて自動的に
調整しながら運転することができるので、従来の
手動操作によるそれのように運転操作者によつて
差が生じない。これにより、可及的短時間に起動
処理モードを安定化することができるので、電力
消費を数%以上軽減することが可能となると共
に、得られる粉砕物製品の品質を可及的に向上す
ることができ、さらには省力化が可能であると共
に、粉砕系の保守性を向上せしめることが可能と
なる。
第3図は以上のような基本例を同一系統の複数
の粉砕系に適用した粉砕装置システムの一実施例
を示す概略構成図であり、説明にない部分は第1
図のそれと同様になされているものとする。図中
10,20は粉砕系であり、第1の粉砕系10は
ボール・ミル11、バケツト・エレベータ(以下
BEと略記する)は、セパレータ13、ベルト・
スケール14及びマイクロホン15a,15b等
から構成されている。ボール・ミル11より排出
される粉砕された被粉砕物である粉砕クリンカ
は、BE12によりセパレータ13に移送される。
セパレータ13に移送された粉砕クリンカは分級
され一部は製品として排出され、残分はリターン
回路を介して再度ミル11内に投入される。ま
た、被粉砕物であるクリンカは、ベルト・スケー
ル14により後述するコントロール・ユニツト3
0からの指令に応じた量だけミル11内に投入さ
れるものとなつている。なお、BE12には、そ
の駆動源であるモータ(図示せず)の駆動電流
(BE電流)を検出するための電流検出器16が設
けられている。
一方、前記第2の粉砕系20は、上述した第1
の粉砕系と同様にポール・ミル21、BE22、
セパレータ23、ベルト・スケール24、マイク
ロホン25a,25b及び電流検出器26等から
構成されている。そして、マイクロホン15a,
15b,25a,25bの各検出出力(音圧信
号)及び電流検出器16,26の各検出出力
(BE電流信号)は、コントロール・ユニツト30
に供給される。
コントロール・ユニツト30は、アナログ・デ
ジタル・コンバータ(以下ADCと略記する)3
1、デジタル・インプツト・ユニツト(以下DI
と略記する)32、中央演算処理装置(以下
CPUと略記する)33、メモリ34a,34b
及びインターフエース35等から構成されてい
る。前記入力した信号はADCによりデジタル化
されDIを介してCPU33に供給される。CPU3
3は上記入力した信号とメモリ34a,34bに
登録された設定値とに基づきPID演算等の各種演
算を行うものであり、CPU33からはCFW流量
制御信号が送出される。そして、このCFW流量
制御信号はインターフエース35を介して前記ベ
ルト・スケール14,24に与えられるものとな
つている。
ところで、上記構成のシステムを用いた粉砕系
の運転制御装置において起動処理モードは基本例
と同様であるので、ここではその後の定値制御モ
ードの動作につき第4図のフローチヤートを参照
して説明する。
まず、コントロール・ユニツト30のメモリ3
4aには上記基本例のそれのように起動処理モー
ド要のプログラムに加えて後述する定値制御モー
ド用のプログラムが登録されている。またメモリ
34bにも上記基本例のそれのように起動処理用
の各データに加えて第1ミル11の制御設定値
(BE電流値若しくは音圧値)が登録されていると
共に第2ミル21の制御設定値が登録されている
ものとする。ミル11,21に対しBE電流や音
圧等の特性値(マイクロホン15a,15b,2
5a,25bや電流検出器16,26等による検
出値)が被制御信号としてコントロール・ユニツ
ト30に入力されると、CPU33では上記設定
値及び特性値に基づきPID演算が行われ、CFW
流量制御信号が出力される。この制御信号は、ミ
ル11,21の各特性値がそれぞれの設定値と等
しくなるようミル11,21へのクランカ供給量
を制御するためのものである。また、CPU33
ではミル11,21の各粉砕量が一定時間積算さ
れる。積算時間が終了すると、それぞれのミル1
1,21の平均粉砕量(単位時間当りの粉砕量)
FA,FBが算出される。
次いで、上記平均粉砕量FA,FBが比較され、
その差が算出される。ここで、制御対象とするミ
ルを例えば第1ミル11とすると、CPU33で
は(FA−FB)が算出され、この差が前回の平均
粉砕量の差と比較される。そして、上記差(FA
−FB)の変化量が規定の値より大きいか否かが
判定される。変化量が規定の値より大きい場合、
第1ミル11の前記設定値が変更されて最初の処
理に戻る。つまり、上記設定値は前記差(FA
FB)が大きくなるよう変更される。また、変化
量が規定の値より小さい場合、規定の回数まで同
一設定で上記処理が繰り返される。変化量が規定
の値より小さいことが規定回数以上続いた場合、
第1ミル11の設定値は最適化したと見做され、
制御対象ミルが第1ミル11から第2ミル21に
切り換えられる。そして、上記と同様にして第2
ミル21の設定値が最適化されるまで該設定値の
変更が続けられる。この場合、前記平均粉砕量の
差は(FB−FA)として算出される。
第2ミル21の設定値が最適化されると、再び
制御対象ミルが第1ミル11に切り換えられる。
以後、この操作を繰り返すことにより、ミル1
1,21の各設定値の最適化制御が行われ、ミル
11,21は常に最適条件で運転されることにな
る。
かくして本実施例によれば、基本例における起
動処理モードの自動化に加えて、定値制御モード
において複数のミル11,21の設定値の最適点
を正確に、かつ迅速に探索できるので、ミル1
1,21を高効率で安定に運転することができ
る。この効果を第5図を参照して具体的に説明す
ると次の通りである。
すなわち、ある時点t0まで音圧最適点x1でミル
を運転していたが、この最適点が給鉱の変化によ
り大幅に変化しx2になつたとする。このとき、全
てのミル粉砕量が増加すると云う第2種外乱が同
時に入つたとすると、従来方法ではこの増加をた
またま音圧を低めに変えた結果と解釈することが
ある。この場合、外乱が十勾配の期間中音圧設定
値を継続して下げる処理をとることになり、音圧
設定値が真の最適点x2より大きくずれる。このた
め、真の最適点x2を探し出すのに手間どつてしま
う。この様子を第5図中破線Pで示す。これに対
し、隣接ミルとの差を評価する本実施例では、各
ミルに等しくかかる不要な第2種外乱を消去して
いるため、第5図中実線Qに示す如く新たな最適
点x2を迅速に探し出すことができる。また、サン
プリング周期程度の周波数ランダムな外乱に対し
ても、本実施例の方が最適点探索速度が速いのも
確認されている。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記粉砕系としてはボー
ル・ミルに限るものではなく、各種のミルを用い
ることが可能である。さらに、ミルの個数は2個
に限らず、3個以上に適宜変更できるのは勿論の
ことである。この場合、対象とするミルの設定値
を該ミルに隣接するミルとの粉砕量差に基づき変
更し、かつ対象ミルを順次他のミルに切り換える
ようにすればよい。また、設定値として定める物
理量はBE電流や音圧等に限るものではなく、ミ
ルの運転条件によつて変化する値であればよい。
また、評価のための値としては、粉砕量の代りに
電力原単位Eを用いることが可能である。この場
合、前記(FA−FB)を最大にする代りに(FA
FB)を最小にするように制御すればよい。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
〔発明の効果〕
したがつて、以上詳述したようにこの発明によ
れば、運転再開時における手動操作の自動化を図
ることにより、短時間で運転制御動作を安定化す
ることができるようにし得、延いては電力消費を
可及的に軽減し得ると共に、得られる粉砕物製品
の品質を可及的に向上し得るようにし、さらには
同一系統にある複数の粉砕系の各制御設定値を可
変して運転条件を最適化する場合に特に有害な第
2種の外乱を消去することができ、設定値の最適
点探索を正確にかつ迅速に行い得るように改良し
た極めて良好な粉砕系の運転制御装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る粉砕系の運転制御装置
の基本例を示す構成説明図、第2図は第1図の動
作を説明するためのフローチヤート、第3図は上
記基本例を適用した本発明の一実施例に係わる粉
砕装置システムを示す概略構成図、第4図は上記
システムの運転制御方法を説明するためのフロー
チヤート、第5図は上記方法による効果を説明す
るための模式図、第6図及び第7図は各種外乱に
よる設定値の最適点変化を説明するための模式図
である。 10,20……粉砕系、11,21……ボール
ミル、12,22……バケツト・エレベータ、1
3,23……セパレータ、14,24……ベル
ト・スケール、15a,15b,25a,25b
……音圧検出器(マイクロホン)、131……排
出口、132……リターン・パス、16,17,
18,26……検出器、30……コントロール・
ユニツト(制御系)、31……ADC、32……
DI、33……CPU、34a……ROM、34b…
…RAM、35……インターフエイス、36……
DAC、37……運転スイツチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 粉砕系の運転条件によつて変化する物理量を
    被制御信号として検出する検出手段と、この検出
    手段からの被制御信号が一定となるように前記粉
    砕系に供給すべき被粉砕物供給量を目標値に基い
    て可変制御する定値制御モード用の制御信号を前
    記粉砕系に送出する制御系とを具備し、同一系統
    として並列的に運転される複数の粉砕系の各粉砕
    量がそれぞれ最大となるようミルの各設定値を可
    変制御する粉砕系の運転制御装置において、前記
    制御系による前回の運転停止時における被粉砕物
    供給量の平均値データにおよび該平均値データに
    対して所定量の割増しを与える割増しデータなら
    びに前記目標値に対して所定の許容幅を与える許
    容幅データとが予め記憶されている記憶手段と、
    この記憶手段から前記平均値データおよび割増し
    データを読み出して今回の運転開始時における前
    記被粉砕物の初期送入量を設定すると共に該設定
    値に基いた起動処理モード用の制御信号を前記制
    御系から前記粉砕系に送出せしめる初期送入量設
    定手段と、前記記憶手段から前記目標値に対する
    許容幅データを読み出して前記起動処理モードに
    おける前記検出手段からの被制御信号が前記目標
    値の許容値に入つているか否かを判定する判定手
    段と、この判定手段による判定結果に応じて前記
    起動処理モードを継続するか前記定値制御モード
    に移行するかの指令を前記制御系に与えるモード
    指令手段と、前記複数の粉砕系のそれぞれの粉砕
    系の各設定値を当該粉砕系の単位時間当り粉砕量
    FAおよびこれに隣接する粉砕系の単位時間当り
    粉砕量FBとの差(FA−FB)が最大となるよう可
    変制御する制御手段とを具備したことを特徴とす
    る粉砕系の運転制御装置。
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